В составном микроскопе с двумя линзами расположение линз имеет интересное последствие: ориентация изображения, которое вы видите, переворачивается по отношению к фактическому объекту, который вы исследуете. Например, если вы смотрите на газетную бумагу с буквой «е», изображение, которое вы видели в микроскоп, будет «ə».^ {1}1начальный надстрочный индекс, 1, конечный надстрочный индекс Более сложные составные микроскопы могут не давать перевернутого изображения, потому что они включают дополнительную линзу, которая «переворачивает» изображение обратно в его нормальное состояние.

Что отличает простой микроскоп от мощного устройства, используемого в исследовательской лаборатории? В микроскопии особенно важны два параметра: увеличение и разрешение.

• Увеличение - это мера того, насколько крупный микроскоп (или набор линз в микроскопе) вызывает появление объекта. Например, световые микроскопы, обычно используемые в средних школах и колледжах, увеличивают примерно в 400 раз. Итак, что-то, что в реальной жизни было шириной 1 мм, на изображении с микроскопа будет иметь ширину 400 мм.
• Разрешение микроскопа или линзы это наименьшее расстояние , по которому две точки могут быть разделены и по- прежнему быть выделены в качестве отдельных объектов. Чем меньше это значение, тем выше разрешающая способность микроскопа и лучше четкость и детализация изображения. Если бы две бактериальные клетки были очень близко друг к другу на предметном стекле, они могли бы выглядеть как одна размытая точка на микроскопе с низкой разрешающей способностью, но их можно было бы различить как отдельные на микроскопе с высокой разрешающей способностью.

И увеличение, и разрешение важны, если вы хотите получить четкое изображение чего-то очень маленького. Например, если у микроскопа большое увеличение, но низкое разрешение, все, что вы получите, - это увеличенная версия размытого изображения. Различные типы микроскопов различаются увеличением и разрешением.

Световые микроскопы

Большинство студенческих микроскопов классифицируются как световые микроскопы . В световом микроскопе видимый свет проходит через образец (биологический образец, на который вы смотрите) и изгибается через систему линз, позволяя пользователю видеть увеличенное изображение. Преимущество световой микроскопии заключается в том, что ее часто можно проводить на живых клетках, поэтому можно наблюдать под микроскопом клетки, выполняющие свое нормальное поведение (например, миграцию или деление.

Студенческие лабораторные микроскопы, как правило, являются светлопольными микроскопами, что означает, что видимый свет проходит через образец и используется для формирования изображения напрямую, без каких-либо модификаций. Немного более сложные формы световой микроскопии используют оптические приемы для увеличения контраста, что позволяет легче увидеть детали клеток и тканей.

Другой тип световой микроскопии - флуоресцентная микроскопия , которая используется для изображения образцов, которые флуоресцируют (поглощают одну длину волны света и излучают другую). Свет одной длины волны используется для возбуждения флуоресцентных молекул, а излучаемый ими свет другой длины волны собирается и используется для формирования изображения. В большинстве случаев часть клетки или ткани, на которую мы хотим смотреть, не имеет естественной флуоресценции, и вместо этого ее необходимо пометить флуоресцентным красителем или меткой, прежде чем она попадет в микроскоп.

Изображение листа в начале статьи было получено с помощью специальной флуоресцентной микроскопии, называемой конфокальной микроскопией . Конфокальный микроскоп использует лазер для возбуждения тонкого слоя образца и собирает только излучаемый свет, исходящий от целевого слоя, создавая резкое изображение без помех от флуоресцентных молекул в окружающих слоях.

Электронные микроскопы

Некоторые передовые типы световой микроскопии (помимо методов, которые мы обсуждали выше) могут создавать изображения с очень высоким разрешением. Однако, если вы хотите увидеть что-то очень маленькое при очень высоком разрешении, вы можете использовать другой проверенный метод: электронную микроскопию.

Электронные микроскопы отличаются от световых микроскопов тем, что они создают изображение образца с помощью пучка электронов, а не пучка света. Электроны имеют гораздо более короткую длину волны, чем видимый свет, и это позволяет электронным микроскопам получать изображения с более высоким разрешением, чем стандартные световые микроскопы. Электронные микроскопы можно использовать для исследования не только целых клеток, но и субклеточных структур и компартментов внутри них.

Однако одним ограничением является то, что образцы для электронной микроскопии должны быть помещены в вакуум в электронной микроскопии (и обычно готовятся с помощью обширного процесса фиксации). Это означает, что живые клетки не могут быть отображены.

На изображении выше вы можете сравнить, как бактерии сальмонеллы выглядят на световой микрофотографии (слева) с изображением, полученным с помощью электронного микроскопа (справа). Бактерии проявляются в виде крошечных пурпурных точек на изображении светового микроскопа, тогда как на электронной микрофотографии вы можете ясно увидеть их форму и текстуру поверхности, а также детали человеческих клеток, в которые они пытаются вторгнуться.

Существует два основных типа электронной микроскопии. В сканирующей электронной микроскопии (SEM) пучок электронов движется вперед и назад по поверхности клетки или ткани, создавая подробное изображение трехмерной поверхности. Этот тип микроскопии был использован для получения изображения бактерий Salmonella, показанных справа вверху.

В просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), в отличие от этого , образец разрезают на очень тонкие ломтики (например, с помощью алмазного режущей кромки) до обработки изображений, и электронный пучок проходит через срез , а не скользя по его поверхности^ 55начальный надстрочный индекс, 5, конечный надстрочный индекс. ПЭМ часто используется для получения подробных изображений внутренней структуры клеток.

Электронные микроскопы, подобные приведенному выше, значительно крупнее и дороже стандартных световых микроскопов, что неудивительно, учитывая субатомные частицы, с которыми им приходится работать!

Факторы, которые следует учитывать при выборе исследовательского микроскопа

Какой исследовательский микроскоп мне подойдет? В этой статье дается краткий обзор основных характеристик, которые следует учитывать при выборе оптического исследовательского микроскопа. 

Оптический микроскоп часто является одним из центральных устройств научно-исследовательской лаборатории. Его можно использовать для различных приложений, которые проливают свет на многие научные вопросы. Таким образом, конфигурация и характеристики микроскопа имеют решающее значение для области применения, начиная от светлопольной и флуоресцентной микроскопии и заканчивая визуализацией живых клеток.

В этой статье дается краткий обзор соответствующих функций микроскопа и освещаются ключевые вопросы, которые следует учитывать при выборе исследовательского микроскопа.

Какой образец вы используете?

При выборе исследовательского микроскопа в первую очередь следует учитывать тип образца, который вы хотите исследовать. Для фиксированных образцов, помещенных на тонкое предметное стекло, можно использовать вертикальный микроскоп. Живые клетки требуют особых характеристик микроскопа, потому что они хранятся в относительно больших сосудах для культивирования клеток, заполненных средой для культивирования клеток.

Только перевернутая конфигурация с объективом внизу и конденсатором над образцом обеспечивает необходимое свободное пространство и необходимую близость объектива к образцу. В то же время инвертированный микроскоп сохраняет хороший доступ к клеткам, например, для добавления микроманипуляторов.

Кроме того, живым клеткам для выживания требуется соответствующая среда. Температура и концентрация CO ₂ должны поддерживаться на определенных уровнях. Для выполнения этой задачи необходима климатическая камера с соответствующими контроллерами.

 

Как вы думаете, в каких измерениях?